Eiropas Sociālā Fonda Projekts „Starpdisciplinārās Zinātniskās  Grupas Izveidošana Jaunu
Fluorescentu Materiālu Un Metožu Izstrādei Un Ieviešanai”

PROJEKTA ĪSTENOŠANAS LAIKS:
     01.12.2009. – 30.11.2012.

PROJEKTA KOPĒJĀ SUMMA:
    720 000 Ls.
 ESF finansējums 85% ,
 valsts budžeta finansējums 15%

PROJEKTA MĒRĶIS:
     Veicināt papildus cilvēkresursu piesaisti zinātnei, veidojot jaunu, starpdisciplināru zinātnieku grupu jaunu fluorescentu materiālu un metožu izstrādei un ieviešanai.

 PROJEKTA APRAKSTS:
     Fluorescējošas krāsvielas mūsdienās gūst lielu popularitāti daudzās zinātņu nozarēs un cilvēku dzīves sfērās. Tās pielietojamas medicīnā, analītiskajā ķīmijā, bioloģijā, ģeoloģijā, kino industrijā, dekorēšanā, kā arī sadzīvē, un tiek plaši pētītas. Tomēr ir vērts turpināt to sintezēšanu, jo katrā to izmantošanas nozarē ir nepieciešamas noteiktas unikālas šo krāsvielu īpašības.
    Šobrīd pieprasītas ir jaunas vielas ar izteiktām luminiscentām un speciālām īpašībām (šķīdība, stabilitāte, toksiskums u.tml.), tāpēc projekts paredz jaunu fluoroforu sintezēšanu un to īpašību pētīšanu. Piesaistot papildus cilvēkresursus zinātnei, pirmoreiz Latvijā izveidota jauna, starpdisciplināra zinātnieku grupa 21 cilvēka sastāvā, kas īsteno plašus pētījumus ķīmijas (organiskā ķīmija, ķīmijas tehnoloģijas), fizikas (cietvielu fizika, optika, mikroskopija) un bioloģijas (mikrobioloģija, biotehnoloģija, molekulārā bioloģija) jomās, radot zināšanas, ko nav iespējams iegūt vienas zinātnes nozares ietvaros.

PROJEKTA REZULTĀTS:
     Projekts paredz jaunu metožu un materiālu izstrādi zinātnes un tehnoloģijas attīstībai, tādēļ tā īstenošana sekmēs inovatīvu fluorescento tehnoloģiju attīstību vairākās zinātnes un rūpniecības nozarēs Latvijā. Tiks izstrādātas, praksē aprobētas un patentētas jaunas fluorescentas metodes un materiāli, uz to bāzes tiks izstrādātas un pārbaudītas jaunas bioloģisku sistēmu fluorescentas pētījumu metodes.
    Zināmo fluorescējošo vielu klāsts tiks papildināts ar virkni jaunu fluoroforu ar uzlabotām funkcionālajām īpašībām – ar intensīvāku luminiscenci, lielāku fotostabilitāti, zemāku citotoksiskumu u.c. Iegūto savienojumu spektrālo parametru salīdzinājums ar jau esošo fluorescento zonžu raksturlielumiem un perspektīvāku krāsvielu atlase dod iespēju optimizēt izstrādātās fluorescentās metodes.
     Iegūtie rezultāti un zinātniskās literatūras dati palīdzēs pētīt fluorescentās likumsakarības, izmantojot kvantu ķīmiskos aprēķinus un matemātisku modelēšanu.
    Ar fluorescentajām zondēm krāsotu bioloģisku objektu spektrālie pētījumi veicinās izpratni par to struktūras īpatnībām un izmaiņām dažādu ārējo faktoru ietekmē. Rezultāti ļaus izstrādāt dažādas fluorescento analīžu metodes augu, mikroorganismu un cilvēka šūnu funkcionālā stāvokļa izvērtēšanai. Efektīvu fluorescentu zonžu metožu pielietošana padziļinās ar ekoloģijas un biotehnoloģijas problēmām saistītos pētījumus.Pētījuma ietvaros tiks izstrādātas doktora disertācijas un maģistra darbi.

                                                                * * *

     Cilvēki jau izsenis novērojuši luminiscences parādības – ziemeļblāzmu, zibeni, jūras mirdzēšanu, jāņtārpiņu un dažu citu kukaiņu, kā arī minerālu spīdēšanu tumsā, taču sistemātiski luminiscences pētījumi sākās tikai 19. gs. Pēdējos 50 gados arvien plašāku pielietojumu rod dažādas luminiscentas ierīces, piemēram, dienasgaismas spuldzes, televizora ekrāni u.c.
     Luminiscence ir starojums, kura pēcspīdēšanas ilgums ievērojami pārsniedz gaismas svārstību periodu, tā ir aukstā gaisma, jo luminiscējošās vielas – luminofori – spīd bez karsēšanas. Optiskais starojums rodas, iedarbojoties uz vielu ar dažādiem faktoriem: gaismu (fotoluminiscence), elektroniem (katodluminiscence), γ-stariem, protoniem, α un β-daļiņām (radioluminiscence), rentgenstariem (rentgenluminiscence), elektrisko lauku (elektroluminiscence), ķīmisko un bioloģisko procesu rezultātā (hemiluminiscence un bioluminiscence). Pārtraucot ierosināšanas procesu, luminiscence vēl kādu brīdi turpinās. Pēc pēcspīdēšanas ilguma luminiscenci iedala fluorescencē un fosforescencē. Fluorescentās vielas ļoti ātri (aptuveni 10-9 – 10-6s) beidz izstarot gaismu pēc ierosināšanas pārtraukšanas. Savukārt fosforescence ir novērojama ilgāku laika sprīdi pēc ierosināšanas pārtraukšanas, tā var turpināties vairākas minūtes un pat stundas. Tumsā spīdošās uzlīmes un pulksteņu ciparnīcas ir fosforescences piemēri. No fluorescentajiem materiāliem tiek izgatavoti dažādi aizsargelementi, piemēram, fluorescējoša apdruka, kas nav redzama parastā gaismā, bet fluorescē (t.i. ir redzama) ultravioletajā gaismā; dažādas fluorescējošas aizsargšķiedras, kuras papīra izgatavošanas procesā iejauc papīra masā (to fluorescence var būt arī daudzkrāsaina). Fluorescences parādība tiek izmantota arī ceļa zīmēs, kuras, apstarojot ar redzamo gaismu, sāk pastiprināti starot gaismu. Virkni luminoforu izmanto krāsu efektu iegūšanai. Dažādu objektu sastāva un stāvokļa pētījumos tiek pielietota luminiscentā analīze, kuru plaši izmanto ķīmijā, ekoloģijā, arheoloģijā, bioloģijā, medicīnā u.c. jomās, kā arī naftas meklējumos. Pēc naftas produktu daudzuma zemes virskārtā nosaka, kādā virzienā jāizdara urbums. Pārtikas rūpniecībā ar šo metodi nosaka, vai pārtikas produkti ir svaigi, piemēram, nebojāti citroni luminiscē dzeltenā krāsā, bet sēnīšu slimības skarts citrons bojājuma vietā luminiscē tumši zilā krāsā. Uzglabājot pienu gaismā, izzūd B vitamīni un piena luminiscences krāsa mainās no dzeltenas uz zilu. Tādējādi iespējams atšķirt pilnvērtīgu pienu no nepilnvērtīga. Luminiscē arī gaļa, milti, olas, zivis utt.
     Kriminālistikā ar luminiscento analīzi iespējams atklāt parakstu, teksta, vērtspapīru un citus viltojumus, jo katra papīra šķirne un tinte luminiscē atšķirīgi. Iespējams noteikt senlietu vecumu un to viltojumus; medicīnā šo metodi lieto slimību diagonostikā. Jau 1941. gadā izmantoja fluorescenti iezīmētas antivielas, lai noteiktu antigēnus šūnās, pašlaik tās plaši pielieto medicīniskos izmeklējumos.
 

Jauniegūto krāsvielu luminiscence šķīdumos un kristālos

 Darbs mikroskopijas laboratorijā. Kristālu paraugi